[發明專利]易活化的高坪臺壓儲氫合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201310697992.3
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103695754A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 陳立新;劉朗夏;肖學章;范修林;陳志文;李壽權;葛紅衛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本發明涉及儲氫合金領域，特別涉及一種易活化的高坪臺壓儲氫合金以及用于制備上述儲氫合金的制備方法。

背景技術

隨著石油資源的日漸匱乏和生態環境的不斷惡化，尋找和發展新型能源為全世界所矚目。隨著人們環保意識的增強和低碳經濟概念的提出，氫能日益受到關注。

氫的儲存方式在整個氫能的利用環節中起著非常重要的作用。目前主要由三種儲氫方式：金屬氫化物固態儲氫、高壓氣態儲氫以及低溫液態儲氫。為了能夠同時提高重量儲氫密度和體積儲氫密度，將金屬氫化物固態儲氫和高壓氣態儲氫結合起來，可以采用金屬氫化物-高壓復合儲氫技術。即通過在高壓氣態儲氫容器內添加部分金屬氫化物，從而提高其體積儲氫密度（N.Takeichi,H.Senoh,T.Yokota,H.Tsuruta,K.Hamada,H.T.Takeshita,H.Tanaka,T.Kiyobayashi,T.Takano,N.Kuriyama.Int.J.Hydrogen?Energy,2003,28(10):1121-1129）。目前，日本豐田公司已在試制新型金屬氫化物-高壓復合儲氫裝置，美國通用汽車公司也正在開展這方面的研究，開發新型金屬氫化物-高壓復合儲氫裝置是當今國際上解決高效儲氫的一個重要途徑。

但是，現有的新型金屬氫化物-高壓復合儲氫裝置中所使用的儲氫材料在使用前，甚至在進行吸放氫性能測試之前，都要對儲氫合金進行活化處理。主要分為三種活化方式：在低溫下加高壓、高溫下抽真空以及反復多次的吸放氫。由現有技術看，各種儲氫合金的活化性能因材料而異，但是普遍不高。使用儲氫材料之前必須進行活化，但是活化本身較為費時費力。因此活化過程已經日益地成為妨礙儲氫合金應用的難題。由于儲氫合金的活化性能隨材料的性質而定，因此較難通過現有技術進行改善。因此，有必要研制一種可以在保證較高的儲氫量的前提下降低活化條件，提高活化性能的新型儲氫材料，這必將大大地提高儲氫材料在氫能工程中的廣泛應用。

發明內容

本發明針對現有技術中的儲氫合金普遍地不具備較好的活化性能的缺點，提供了一種易活化的高坪臺壓儲氫合金及其制備方法。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

易活化的高坪臺壓儲氫合金，所述儲氫合金的化學通式為Ti_0.85-1.15Cr_0.85-1.35Fe_0.4-0.75Mn_0.2-0.45RE_x，其中，RE為La（鑭）、Ce（鈰）、Pr（鐠）、Sm（釤）、Nd（釹）或Ho（鈥）中的任意一種或者多種，0＜x≤0.1。

作為優選，其中，0.01≤x≤0.05。

制備如上述的高坪臺壓儲氫合金的制備方法，包括以下具體步驟：

1）按比例混合單質原料，并將混合后的原料置入熔煉爐；

2）在氬氣氣氛保護下進行熔煉，在熔煉過程中，反復翻轉熔煉爐，制得所述儲氫合金。

作為優選，所述步驟1）中使用富鑭混合稀土或者富鈰混合稀土代替單質原料RE_x進行熔煉。

作為優選，在所述步驟1）中，混合單質原料時，另行額外添加配比量3%的Mn。

作為優選，還包括以下步驟，將制得的儲氫合金破碎至粒徑200μm以下。

本發明由于采用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：

通過應用上述技術方案所得的儲氫合金不僅具有較好的活化性能，活化容易，同時保持有能夠產生相對較高的放氫坪臺壓、低熱焓值以及較高的儲氫容量的能力。由于其具有的較好的活化性能，令其尤為適用于作為金屬氫化物-高壓復合儲氫裝置的儲氫材料。

進一步地，上述技術方案還提供了一種可以制備上述具有易活化以及高坪臺壓特性的儲氫合金的制備方法，該方法步驟簡單，安全性高，所制得的儲氫合金質地均勻，進一步提高了其活化性能。

附圖說明

圖1為化學式為Ti_1.02Cr_1.1Fe_0.6Mn_0.3Ce_0.01的儲氫合金分別在243K、253K、263K時的P-C-T(壓力-成分-溫度)曲線圖。

圖2為化學式為Ti_1.02Cr_1.1Fe_0.6Mn_0.3Ce_0.01的儲氫合金的放氫范特霍夫直線圖。